JP2002299750A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- JP2002299750A JP2002299750A JP2001105470A JP2001105470A JP2002299750A JP 2002299750 A JP2002299750 A JP 2002299750A JP 2001105470 A JP2001105470 A JP 2001105470A JP 2001105470 A JP2001105470 A JP 2001105470A JP 2002299750 A JP2002299750 A JP 2002299750A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振波長の異なる2つのレーザ光を出射する
半導体レーザ素子の配置を高精度に行う。 【解決手段】 n型半導体基板1上に第1の半導体レー
ザ構造LD1、第2の半導体レーザ構造LD2が半導体
基板に垂直な方向に集積されて2波長の半導体レーザ素
子LD3が形成されている。また、第2の半導体レーザ
構造LD2の側面には例えばSiO2よりなる絶縁膜2
が形成されており、その側面にはp型を共通にする電極
3が形成されている。この半導体レーザ素子LD3が段
差を有するサブマウント6上に配置されている。
半導体レーザ素子の配置を高精度に行う。 【解決手段】 n型半導体基板1上に第1の半導体レー
ザ構造LD1、第2の半導体レーザ構造LD2が半導体
基板に垂直な方向に集積されて2波長の半導体レーザ素
子LD3が形成されている。また、第2の半導体レーザ
構造LD2の側面には例えばSiO2よりなる絶縁膜2
が形成されており、その側面にはp型を共通にする電極
3が形成されている。この半導体レーザ素子LD3が段
差を有するサブマウント6上に配置されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置等
に用いられる半導体レーザ装置、特に発振波長の異なる
2つのレーザ光を出射できる2波長半導体レーザ装置に
関するものである。
に用いられる半導体レーザ装置、特に発振波長の異なる
2つのレーザ光を出射できる2波長半導体レーザ装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、多分野での需要の高まりを受け、
色々な種類の半導体レーザの研究開発が進められてい
る。光情報処理分野においては、特にコンパクトディス
ク(CD)用の、発振波長が780nm付近であるAl
GaAs系半導体レーザ素子と、デジタルビデオディス
ク(DVD)用の、発振波長が650nm付近であるA
lGaInP系半導体レーザ素子の研究開発が進められ
ている。
色々な種類の半導体レーザの研究開発が進められてい
る。光情報処理分野においては、特にコンパクトディス
ク(CD)用の、発振波長が780nm付近であるAl
GaAs系半導体レーザ素子と、デジタルビデオディス
ク(DVD)用の、発振波長が650nm付近であるA
lGaInP系半導体レーザ素子の研究開発が進められ
ている。
【0003】現在のDVD機器は一般的に、DVD、C
Dいずれも再生可能なように、すなわち互換性を持たせ
ている。従って、DVD機器の光ピックアップにはDV
D用の波長650nm帯のAlGaInP系半導体レー
ザ素子に加え、CDを読み出すための波長780nm帯
のAlGaAs系半導体レーザ素子が搭載されている。
これら2つの半導体レーザ素子を1つの光ピックアップ
に搭載する場合において、図6に示すようにAlGaA
s系およびAlGaInP系半導体レーザの積層構造を
1つの基板上に積層して作製するモノリシック化技術が
知られている(特開平11−298093号公報)。
Dいずれも再生可能なように、すなわち互換性を持たせ
ている。従って、DVD機器の光ピックアップにはDV
D用の波長650nm帯のAlGaInP系半導体レー
ザ素子に加え、CDを読み出すための波長780nm帯
のAlGaAs系半導体レーザ素子が搭載されている。
これら2つの半導体レーザ素子を1つの光ピックアップ
に搭載する場合において、図6に示すようにAlGaA
s系およびAlGaInP系半導体レーザの積層構造を
1つの基板上に積層して作製するモノリシック化技術が
知られている(特開平11−298093号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ素子を光
ピックアップに用いる場合において、半導体レーザ素子
は通常サブマウントに搭載される。
ピックアップに用いる場合において、半導体レーザ素子
は通常サブマウントに搭載される。
【0005】しかしながら、図6に示すような従来の半
導体レーザ装置をサブマウントに搭載した場合に、光ピ
ックアップを構成する光学部品に対する半導体レーザ素
子の発光点の位置を正確に決めるための目標物がサブマ
ウントにないために、光ピックアップに半導体レーザ素
子を用いた場合に、光ピックアップの組立精度を向上さ
せることが困難である。
導体レーザ装置をサブマウントに搭載した場合に、光ピ
ックアップを構成する光学部品に対する半導体レーザ素
子の発光点の位置を正確に決めるための目標物がサブマ
ウントにないために、光ピックアップに半導体レーザ素
子を用いた場合に、光ピックアップの組立精度を向上さ
せることが困難である。
【0006】この課題に鑑み、本発明は2波長の半導体
レーザ素子をサブマウントに搭載する場合に、光ピック
アップ等の組立精度を向上させることができる半導体レ
ーザ装置およびその製造方法を提供するものである。
レーザ素子をサブマウントに搭載する場合に、光ピック
アップ等の組立精度を向上させることができる半導体レ
ーザ装置およびその製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体レーザ装置は、第1の半導体レーザ構
造と、第2の半導体レーザ構造とを1つの基板上に有
し、かつ前記第1の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第2の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が設けられた半導体レーザ素子と、高低差
のある2枚の主面とこれら2枚の主面との間に形成され
た側面とを有し、かつこの側面と前記半導体レーザ素子
の前記側壁とが適合するように前記半導体レーザ素子を
搭載したサブマウントとを備えたものである。
に本発明の半導体レーザ装置は、第1の半導体レーザ構
造と、第2の半導体レーザ構造とを1つの基板上に有
し、かつ前記第1の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第2の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が設けられた半導体レーザ素子と、高低差
のある2枚の主面とこれら2枚の主面との間に形成され
た側面とを有し、かつこの側面と前記半導体レーザ素子
の前記側壁とが適合するように前記半導体レーザ素子を
搭載したサブマウントとを備えたものである。
【0008】この構成により、半導体レーザ素子があら
かじめ有する側壁とサブマウントがあらかじめ有する側
面とを目印に半導体レーザ素子をサブマウントに搭載す
ることができるので、半導体レーザ素子をサブマウント
に精度よく搭載することができる。
かじめ有する側壁とサブマウントがあらかじめ有する側
面とを目印に半導体レーザ素子をサブマウントに搭載す
ることができるので、半導体レーザ素子をサブマウント
に精度よく搭載することができる。
【0009】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
半導体レーザ素子の結晶成長面が前記サブマウントに面
するように、前記半導体レーザ素子を前記サブマウント
に搭載したことが好ましい。このような構成にすること
により、半導体レーザ素子のレーザ発振時において発生
する熱を、基板を介さずに直接サブマウントを通じて逃
がすことができる。
半導体レーザ素子の結晶成長面が前記サブマウントに面
するように、前記半導体レーザ素子を前記サブマウント
に搭載したことが好ましい。このような構成にすること
により、半導体レーザ素子のレーザ発振時において発生
する熱を、基板を介さずに直接サブマウントを通じて逃
がすことができる。
【0010】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
基板の主面側から眺めた前記第1の半導体レーザ構造の
発光点の位置と、前記第2の半導体レーザ構造の発光点
の位置とが互いに異なることが好ましい。このような構
成にすることにより、第1の半導体レーザ構造のレーザ
発振時において発生する熱を、第2の半導体レーザ構造
を経由しないで逃がすことができるとともに、第1の半
導体レーザ構造の発光点直上における結晶性の悪い部分
を避けて第2の半導体レーザ構造の発光点を設けること
ができる。
基板の主面側から眺めた前記第1の半導体レーザ構造の
発光点の位置と、前記第2の半導体レーザ構造の発光点
の位置とが互いに異なることが好ましい。このような構
成にすることにより、第1の半導体レーザ構造のレーザ
発振時において発生する熱を、第2の半導体レーザ構造
を経由しないで逃がすことができるとともに、第1の半
導体レーザ構造の発光点直上における結晶性の悪い部分
を避けて第2の半導体レーザ構造の発光点を設けること
ができる。
【0011】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
第1の半導体レーザ構造の発光点が前記サブマウントの
高い主面側に位置し、前記第2の半導体レーザ構造の発
光点が前記サブマウントの低い主面側に位置することが
好ましい。このような構成にすることにより、第1の半
導体レーザ構造および第2の半導体レーザ構造につい
て、レーザ発振時において発生する熱のサブマウントへ
の通り道を最短にすることができる。
第1の半導体レーザ構造の発光点が前記サブマウントの
高い主面側に位置し、前記第2の半導体レーザ構造の発
光点が前記サブマウントの低い主面側に位置することが
好ましい。このような構成にすることにより、第1の半
導体レーザ構造および第2の半導体レーザ構造につい
て、レーザ発振時において発生する熱のサブマウントへ
の通り道を最短にすることができる。
【0012】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
サブマウントの低い主面の面積が前記サブマウントの高
い主面の面積よりも大きく、前記第2の半導体レーザ構
造の平均の熱伝導率が前記第1の半導体レーザ構造の平
均の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。このような
構成により、熱伝導率の大きい第2の半導体レーザ構造
については面積の小さいサブマウントにて熱を逃がし、
熱伝導率の小さい第1の半導体レーザ構造については面
積の大きいサブマウントにて熱を逃がすことで、それぞ
れの半導体レーザ構造についてレーザ発振時における熱
をより効率よく逃がすことができる。
サブマウントの低い主面の面積が前記サブマウントの高
い主面の面積よりも大きく、前記第2の半導体レーザ構
造の平均の熱伝導率が前記第1の半導体レーザ構造の平
均の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。このような
構成により、熱伝導率の大きい第2の半導体レーザ構造
については面積の小さいサブマウントにて熱を逃がし、
熱伝導率の小さい第1の半導体レーザ構造については面
積の大きいサブマウントにて熱を逃がすことで、それぞ
れの半導体レーザ構造についてレーザ発振時における熱
をより効率よく逃がすことができる。
【0013】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
第1の半導体レーザ構造がAlGaAs系材料よりな
り、前記第2の半導体レーザ構造がAlGaInP系材
料よりなるものであることが好ましい。このような構成
により、AlGaInP系材料よりなる熱伝導率の小さ
い第2の半導体レーザ構造についてレーザ発振時におけ
る熱をより効率よく逃がすことができる。
第1の半導体レーザ構造がAlGaAs系材料よりな
り、前記第2の半導体レーザ構造がAlGaInP系材
料よりなるものであることが好ましい。このような構成
により、AlGaInP系材料よりなる熱伝導率の小さ
い第2の半導体レーザ構造についてレーザ発振時におけ
る熱をより効率よく逃がすことができる。
【0014】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
半導体レーザ素子の前記側壁全面に絶縁膜が設けられた
のが好ましい。このような構成により、第1の半導体レ
ーザ構造の電極と第2の半導体レーザ構造の電極との絶
縁性を確実にすることができる。
半導体レーザ素子の前記側壁全面に絶縁膜が設けられた
のが好ましい。このような構成により、第1の半導体レ
ーザ構造の電極と第2の半導体レーザ構造の電極との絶
縁性を確実にすることができる。
【0015】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
サブマウントの主面に高低差をつける工程と、前記高低
差をつけて側面が設けられたサブマウントの主面上に、
第1の半導体レーザ構造と第2の半導体レーザ構造とを
有しかつ前記第1の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第2の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が形成された半導体レーザ素子を、前記サ
ブマウントの側面と前記半導体レーザ素子の側壁とが適
合するように搭載する工程とを有することを特徴とする
ものである。
サブマウントの主面に高低差をつける工程と、前記高低
差をつけて側面が設けられたサブマウントの主面上に、
第1の半導体レーザ構造と第2の半導体レーザ構造とを
有しかつ前記第1の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第2の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が形成された半導体レーザ素子を、前記サ
ブマウントの側面と前記半導体レーザ素子の側壁とが適
合するように搭載する工程とを有することを特徴とする
ものである。
【0016】この構成により、サブマウントの側面を目
印にして半導体レーザ素子を載置することができ、半導
体レーザ素子に設けられた側壁とサブマウントの側面と
を適合させて半導体レーザ素子をサブマウントに精度よ
く載置させることができる。
印にして半導体レーザ素子を載置することができ、半導
体レーザ素子に設けられた側壁とサブマウントの側面と
を適合させて半導体レーザ素子をサブマウントに精度よ
く載置させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【0018】(半導体レーザ装置)本発明の実施の形態
に係る半導体レーザ装置について以下に説明する。
に係る半導体レーザ装置について以下に説明する。
【0019】図1は本発明の半導体レーザ装置の斜視図
であり、図2は図1においてA−A′を通り基板1の主
面に垂直な平面で切った本発明の半導体レーザ装置の断
面図である。この半導体レーザ装置において、2波長の
半導体レーザ素子LD3は、第1の半導体レーザ構造L
D1および第2の半導体レーザ構造LD2をn型半導体
基板1上に重なり合うように集積して構成したものであ
る。また、第2の半導体レーザ構造LD2の、第1の半
導体レーザ構造LD1側の側壁10には例えばSiO2
よりなる絶縁膜2が形成されており、絶縁膜2を境界と
して第1の半導体レーザ構造LD1に関するp型電極3
および第2の半導体レーザ構造LD2に関するp型電極
4が形成されている。この半導体レーザ素子LD3は、
高低差のある2枚の主面7および8の間に形成された側
面9を有するサブマウント6に対し、絶縁膜2と側面9
とが適合するように搭載されている。なお、半導体レー
ザ素子LD3はサブマウント6に接触しているが、図1
および図2においては便宜上半導体レーザ素子LD3と
サブマウント6とを離して描いている。
であり、図2は図1においてA−A′を通り基板1の主
面に垂直な平面で切った本発明の半導体レーザ装置の断
面図である。この半導体レーザ装置において、2波長の
半導体レーザ素子LD3は、第1の半導体レーザ構造L
D1および第2の半導体レーザ構造LD2をn型半導体
基板1上に重なり合うように集積して構成したものであ
る。また、第2の半導体レーザ構造LD2の、第1の半
導体レーザ構造LD1側の側壁10には例えばSiO2
よりなる絶縁膜2が形成されており、絶縁膜2を境界と
して第1の半導体レーザ構造LD1に関するp型電極3
および第2の半導体レーザ構造LD2に関するp型電極
4が形成されている。この半導体レーザ素子LD3は、
高低差のある2枚の主面7および8の間に形成された側
面9を有するサブマウント6に対し、絶縁膜2と側面9
とが適合するように搭載されている。なお、半導体レー
ザ素子LD3はサブマウント6に接触しているが、図1
および図2においては便宜上半導体レーザ素子LD3と
サブマウント6とを離して描いている。
【0020】半導体レーザ素子LD3をサブマウント6
に搭載する場合に、サブマウント6に対し、半導体レー
ザ素子LD3を、結晶成長面を下にして搭載する。その
際に絶縁膜2と、サブマウント6の段差の側面を合わせ
るようにして搭載する。
に搭載する場合に、サブマウント6に対し、半導体レー
ザ素子LD3を、結晶成長面を下にして搭載する。その
際に絶縁膜2と、サブマウント6の段差の側面を合わせ
るようにして搭載する。
【0021】この構成によれば、半導体レーザ素子LD
3が有する側壁10とサブマウント6が有する側面9と
を目印に半導体レーザ素子LD3をサブマウント6に搭
載することができるので、半導体レーザ素子LD3をサ
ブマウント6に精度よく搭載することができる。すなわ
ち、サブマウント6に段差があるために絶縁膜2の側面
を、サブマウント6の段差の側面に沿って設置するだけ
で、容易かつ高精度の組立ができ、他の光学素子等の光
軸も高精度に設定することができる。そのため、半導体
レーザ素子LD3とサブマウント6とを有する、例えば
光ピックアップ装置に示されるような半導体レーザ装置
の組立歩留まりを向上させることができる。
3が有する側壁10とサブマウント6が有する側面9と
を目印に半導体レーザ素子LD3をサブマウント6に搭
載することができるので、半導体レーザ素子LD3をサ
ブマウント6に精度よく搭載することができる。すなわ
ち、サブマウント6に段差があるために絶縁膜2の側面
を、サブマウント6の段差の側面に沿って設置するだけ
で、容易かつ高精度の組立ができ、他の光学素子等の光
軸も高精度に設定することができる。そのため、半導体
レーザ素子LD3とサブマウント6とを有する、例えば
光ピックアップ装置に示されるような半導体レーザ装置
の組立歩留まりを向上させることができる。
【0022】次に、本発明の半導体レーザ装置に用いら
れるサブマウント6について、図3および図4を用いて
説明する。図3は本発明に係るサブマウント6の側面
図、図4は本発明に係るサブマウント6の平面図であ
る。
れるサブマウント6について、図3および図4を用いて
説明する。図3は本発明に係るサブマウント6の側面
図、図4は本発明に係るサブマウント6の平面図であ
る。
【0023】図3および図4に示すように、サブマウン
ト6は、高低差を有するSi基板60の、高い側および
低い側の主面上にTi/Pt/Au膜61およびAuS
n膜62が形成され、第1の半導体レーザ構造LD1と
第2の半導体レーザ構造LD2とに対して独立に電流を
注入させることを可能にするためにストライプ状の溝6
3を、Si基板60の高い側の主面と低い側の主面との
間に設けたものである。なお、Si基板60の高い側の
主面および低い側の主面はそれぞれ第2の半導体レーザ
構造LD2の電極4および第1の半導体レーザ構造LD
1の電極3が配置される。Si基板60の高い側の主面
の幅W1は150μm、低い側の主面の幅W2は350
μmである。すなわち、Si基板60の高い側の主面の
面積1は低い側の主面の面積よりも小さくしてある。
ト6は、高低差を有するSi基板60の、高い側および
低い側の主面上にTi/Pt/Au膜61およびAuS
n膜62が形成され、第1の半導体レーザ構造LD1と
第2の半導体レーザ構造LD2とに対して独立に電流を
注入させることを可能にするためにストライプ状の溝6
3を、Si基板60の高い側の主面と低い側の主面との
間に設けたものである。なお、Si基板60の高い側の
主面および低い側の主面はそれぞれ第2の半導体レーザ
構造LD2の電極4および第1の半導体レーザ構造LD
1の電極3が配置される。Si基板60の高い側の主面
の幅W1は150μm、低い側の主面の幅W2は350
μmである。すなわち、Si基板60の高い側の主面の
面積1は低い側の主面の面積よりも小さくしてある。
【0024】この構成によれば、溝63を設けることで
第1の半導体レーザ構造LD1と第2の半導体レーザ構
造LD2とを独立に駆動させることが可能となる。
第1の半導体レーザ構造LD1と第2の半導体レーザ構
造LD2とを独立に駆動させることが可能となる。
【0025】なお、第1の半導体レーザ構造LD1およ
び第2の半導体レーザ構造LD2の例として、AlGaAs系
レーザ構造をLD1、AlGaInP系レーザ構造をL
D2としたとき、LD2はLD1より平均の熱伝導率が
小さい、すなわちLD2はLD1より放熱性が悪いた
め、LD2をサブマウント6の高い側の主面すなわち電
極面積の大きな側に配置するのがよい。
び第2の半導体レーザ構造LD2の例として、AlGaAs系
レーザ構造をLD1、AlGaInP系レーザ構造をL
D2としたとき、LD2はLD1より平均の熱伝導率が
小さい、すなわちLD2はLD1より放熱性が悪いた
め、LD2をサブマウント6の高い側の主面すなわち電
極面積の大きな側に配置するのがよい。
【0026】また、第1の半導体レーザ構造LD1と第
2の半導体レーザ構造LD2との組み合わせおいて、例
えばII−VI族半導体レーザ、III−V族半導体レーザの
群から2種類を組み合わせて適用してもよい。この場
合、サブマウント6の電極面積の大きい側に、第1の半
導体レーザ構造LD1と第2の半導体レーザ構造LD2
とのうち熱伝導率の小さなほうを配置するのが、半導体
レーザ素子LD3の放熱特性を考える上で望ましい。
2の半導体レーザ構造LD2との組み合わせおいて、例
えばII−VI族半導体レーザ、III−V族半導体レーザの
群から2種類を組み合わせて適用してもよい。この場
合、サブマウント6の電極面積の大きい側に、第1の半
導体レーザ構造LD1と第2の半導体レーザ構造LD2
とのうち熱伝導率の小さなほうを配置するのが、半導体
レーザ素子LD3の放熱特性を考える上で望ましい。
【0027】なお、サブマウント6としてはSi以外に
例えば、熱伝導率の高いSiCを使用してもよいし、A
lN、C等を用いてもよい。
例えば、熱伝導率の高いSiCを使用してもよいし、A
lN、C等を用いてもよい。
【0028】次に、サブマウント6の材料としてSiを
使用する場合についての製造方法を図7を用いて説明す
る。
使用する場合についての製造方法を図7を用いて説明す
る。
【0029】Si基板60を用意して、例えば化学的気
相成長(CVD)法により、SiO 2膜またはSiN膜
などのSi誘電体膜を形成する。次に、有機レジスト膜
を塗布した後、フォトリソグラフィー法により、有機レ
ジストをパターンニングし、例えば、ウエットエッチン
グ法により、Si誘電体膜をエッチングする。その後、
Si誘電体膜上の有機レジストを除去する。続いて、パ
ターンニングしたSi誘電体膜をマスクとしてSi基板
60を例えば、ウエットエッチング法により、エッチン
グして、最後にSi誘電体膜を除去して主面に高低差を
設けたSi基板60を作製する。
相成長(CVD)法により、SiO 2膜またはSiN膜
などのSi誘電体膜を形成する。次に、有機レジスト膜
を塗布した後、フォトリソグラフィー法により、有機レ
ジストをパターンニングし、例えば、ウエットエッチン
グ法により、Si誘電体膜をエッチングする。その後、
Si誘電体膜上の有機レジストを除去する。続いて、パ
ターンニングしたSi誘電体膜をマスクとしてSi基板
60を例えば、ウエットエッチング法により、エッチン
グして、最後にSi誘電体膜を除去して主面に高低差を
設けたSi基板60を作製する。
【0030】次に、Si基板60の表面にレジスト65
を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レジスト
65をパターンニングする(図7(a))。
を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レジスト
65をパターンニングする(図7(a))。
【0031】続いて、例えば、真空蒸着法により、Ti
/Pt/Au薄膜61、AuSn薄膜62(金錫はん
だ)をSi基板60の表面に形成する。続いて、レジス
ト66を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レ
ジスト66をパターンニングする(図7(b))。
/Pt/Au薄膜61、AuSn薄膜62(金錫はん
だ)をSi基板60の表面に形成する。続いて、レジス
ト66を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レ
ジスト66をパターンニングする(図7(b))。
【0032】続いて、例えば、ウエットエッチング法に
より、AuSn薄膜62をエッチングし(図7
(c))、最後に、例えば、アセトンなどを用いて、パ
ターンニングされた有機レジストをリフトオフにより除
去して、図に示すようにTi/Pt/Au薄膜61、金
錫はんだ62、溝63をSi基板60の表面に形成する
(図7(d))。
より、AuSn薄膜62をエッチングし(図7
(c))、最後に、例えば、アセトンなどを用いて、パ
ターンニングされた有機レジストをリフトオフにより除
去して、図に示すようにTi/Pt/Au薄膜61、金
錫はんだ62、溝63をSi基板60の表面に形成する
(図7(d))。
【0033】(半導体レーザ素子)次に、本発明の半導
体レーザ装置に係る半導体レーザ素子LD3の構造につ
いて、図5に示す断面図を用いて説明する。
体レーザ装置に係る半導体レーザ素子LD3の構造につ
いて、図5に示す断面図を用いて説明する。
【0034】半導体レーザ素子LD3は、n型GaAs
基板40上に、AlGaAs系の、780nm帯の、第
1の半導体レーザ構造LD1と、第1の半導体レーザ構
造LD1上にAlGaInP系の、650nm帯の発振
波長を持つ第2の半導体レーザ構造LD2が形成された
ものである。
基板40上に、AlGaAs系の、780nm帯の、第
1の半導体レーザ構造LD1と、第1の半導体レーザ構
造LD1上にAlGaInP系の、650nm帯の発振
波長を持つ第2の半導体レーザ構造LD2が形成された
ものである。
【0035】n型GaAs基板40には、n型のオーミ
ックをとるための電極(Al/Ga/Niよりなる)5
6b、n側Au電極59cが形成されている。第1の半
導体レーザ構造LD1は、n型GaAs基板40上に、
n型GaAsバッファ層41、n型AlGaAsクラッ
ド層42、AlGaAsバルク活性層43、p型AlG
aAs第1クラッド層44、n型AlGaAsエッチン
グストップ層45、n型AlGaAs電流阻止層46、
p型AlGaAs第2クラッド層47、p型GaAsコ
ンタクトバッファ層48から構成されている。
ックをとるための電極(Al/Ga/Niよりなる)5
6b、n側Au電極59cが形成されている。第1の半
導体レーザ構造LD1は、n型GaAs基板40上に、
n型GaAsバッファ層41、n型AlGaAsクラッ
ド層42、AlGaAsバルク活性層43、p型AlG
aAs第1クラッド層44、n型AlGaAsエッチン
グストップ層45、n型AlGaAs電流阻止層46、
p型AlGaAs第2クラッド層47、p型GaAsコ
ンタクトバッファ層48から構成されている。
【0036】第2の半導体レーザ構造LD2は、p型G
aAsコンタクトバッファ層48から、p型AlGaI
nPクラッド層49、GaInP/AlGaInP量子
井戸活性層50、n型AlGaInP第1クラッド層5
1、p型GaInPエッチングストップ層52、p型A
lInP電流阻止層53、n型AlGaInP第2クラ
ッド層54、n型GaAsコンタクト層55、n型のオ
ーミックをとるための電極(Al/Ga/Niよりな
る)56a、n側Au電極59bから構成されている。
また、第1の半導体レーザ構造LD1、第2の半導体レ
ーザ構造LD2ともに電流狭窄となるストライプ状の窓
46a、53aが形成されており、光導波路を実現す
る。ただし、図5に示すように、電流狭窄となるストラ
イプ状の窓46aと53aとは、半導体基板と平行な方
向にずれた位置に配置される。
aAsコンタクトバッファ層48から、p型AlGaI
nPクラッド層49、GaInP/AlGaInP量子
井戸活性層50、n型AlGaInP第1クラッド層5
1、p型GaInPエッチングストップ層52、p型A
lInP電流阻止層53、n型AlGaInP第2クラ
ッド層54、n型GaAsコンタクト層55、n型のオ
ーミックをとるための電極(Al/Ga/Niよりな
る)56a、n側Au電極59bから構成されている。
また、第1の半導体レーザ構造LD1、第2の半導体レ
ーザ構造LD2ともに電流狭窄となるストライプ状の窓
46a、53aが形成されており、光導波路を実現す
る。ただし、図5に示すように、電流狭窄となるストラ
イプ状の窓46aと53aとは、半導体基板と平行な方
向にずれた位置に配置される。
【0037】第2の半導体レーザ構造LD2の一部に
は、p型GaAsコンタクトバッファ層48の表面が露
出し、その露出したp型GaAsコンタクトバッファ層
48上に第1の半導体レーザ構造LD1に対してp型の
オーミックをとるための電極(Cr/Pt)58、p側
Au電極59aが配置されている。また、第2の半導体
レーザ構造LD2の、第1の半導体レーザ構造LD1に
面する側面に例えばSiO2よりなる絶縁膜57が配置
されている。
は、p型GaAsコンタクトバッファ層48の表面が露
出し、その露出したp型GaAsコンタクトバッファ層
48上に第1の半導体レーザ構造LD1に対してp型の
オーミックをとるための電極(Cr/Pt)58、p側
Au電極59aが配置されている。また、第2の半導体
レーザ構造LD2の、第1の半導体レーザ構造LD1に
面する側面に例えばSiO2よりなる絶縁膜57が配置
されている。
【0038】以下、半導体レーザ素子LD3の動作特性
について説明する。p側Au電極59aとn側Au電極
59bとの間に電流を流すことにより、p型AlInP
電流阻止層53には電流が流れず、ストライプ状の窓5
3aの部分にのみ電流が流れ、発振波長650nm帯の
第2の半導体レーザ構造LD2をレーザ発振させること
ができる。
について説明する。p側Au電極59aとn側Au電極
59bとの間に電流を流すことにより、p型AlInP
電流阻止層53には電流が流れず、ストライプ状の窓5
3aの部分にのみ電流が流れ、発振波長650nm帯の
第2の半導体レーザ構造LD2をレーザ発振させること
ができる。
【0039】また、p側Au電極59aとn側Au電極
59cとの間に電流を流すことにより、n型AlGaA
s電流阻止層46には電流が流れず、ストライプ状の窓
46aの部分にのみ電流が流れ、発振波長780nm帯
の、第1の半導体レーザ構造LD1をレーザ発振させる
ことができる。
59cとの間に電流を流すことにより、n型AlGaA
s電流阻止層46には電流が流れず、ストライプ状の窓
46aの部分にのみ電流が流れ、発振波長780nm帯
の、第1の半導体レーザ構造LD1をレーザ発振させる
ことができる。
【0040】すなわち、絶縁膜57が設けられているた
めに第1の半導体レーザ構造LD1と第2の半導体レー
ザ構造LD2とを独立に駆動させることができる。
めに第1の半導体レーザ構造LD1と第2の半導体レー
ザ構造LD2とを独立に駆動させることができる。
【0041】ここで、図5に示すように、電流狭窄とな
るストライプ状の窓46aと53aとは、半導体基板と
平行な方向にずれた位置に配置されている、すなわちn
型GaAs基板40の主面側から眺めた第1の半導体レ
ーザ構造LD1の発光点の位置と、第2の半導体レーザ
構造LD2の発光点の位置とが互いに異なっている。こ
のような構成にすることにより、第1の半導体レーザ構
造LD1のレーザ発振時において発生する熱を、第2の
半導体レーザ構造LD2を経由しないで逃がすことがで
きるとともに、第2の半導体レーザ構造LD2の発光点
の位置を、第1の半導体レーザ構造LD1の発光点直上
における結晶性の悪い部分を避けて第2の半導体レーザ
構造LD2の発光点を設けることができる。なお、第1
の半導体レーザ構造LD1について、ストライプ状の窓
の部分(第1の半導体レーザ構造LD1の発光点直上)
とストライプ状の窓以外の部分とを比較した場合に、ス
トライプ状の窓の部分において結晶性が悪いのは、スト
ライプ状の窓の上に半導体層が結晶成長する際に、スト
ライプ状の窓の側面からの半導体層の成長とストライプ
状の窓の底面からの半導体層の成長とが重なり合うため
である。
るストライプ状の窓46aと53aとは、半導体基板と
平行な方向にずれた位置に配置されている、すなわちn
型GaAs基板40の主面側から眺めた第1の半導体レ
ーザ構造LD1の発光点の位置と、第2の半導体レーザ
構造LD2の発光点の位置とが互いに異なっている。こ
のような構成にすることにより、第1の半導体レーザ構
造LD1のレーザ発振時において発生する熱を、第2の
半導体レーザ構造LD2を経由しないで逃がすことがで
きるとともに、第2の半導体レーザ構造LD2の発光点
の位置を、第1の半導体レーザ構造LD1の発光点直上
における結晶性の悪い部分を避けて第2の半導体レーザ
構造LD2の発光点を設けることができる。なお、第1
の半導体レーザ構造LD1について、ストライプ状の窓
の部分(第1の半導体レーザ構造LD1の発光点直上)
とストライプ状の窓以外の部分とを比較した場合に、ス
トライプ状の窓の部分において結晶性が悪いのは、スト
ライプ状の窓の上に半導体層が結晶成長する際に、スト
ライプ状の窓の側面からの半導体層の成長とストライプ
状の窓の底面からの半導体層の成長とが重なり合うため
である。
【0042】なお、ここでn型半導体基板1としては例
えば、n−GaAsの(100)面方位を有するもの、
もしくは、(100)面から5〜15°オフした面を主
面とするものを使用する。
えば、n−GaAsの(100)面方位を有するもの、
もしくは、(100)面から5〜15°オフした面を主
面とするものを使用する。
【0043】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明は第1の半
導体レーザ構造と第2の半導体レーザ構造とを有し、か
つ第1の半導体レーザ構造と第2の半導体レーザ構造と
で段差を有する半導体レーザ素子を段差のあるサブマウ
ントに搭載することにより、光軸を容易に高精度に設定
でき、歩留まりよく組立てることができる。
導体レーザ構造と第2の半導体レーザ構造とを有し、か
つ第1の半導体レーザ構造と第2の半導体レーザ構造と
で段差を有する半導体レーザ素子を段差のあるサブマウ
ントに搭載することにより、光軸を容易に高精度に設定
でき、歩留まりよく組立てることができる。
【図1】本発明の半導体レーザ装置の斜視図
【図2】本発明の半導体レーザ装置の、図1に関するA
−A′断面図
−A′断面図
【図3】本発明の半導体レーザ装置に係るサブマウント
の断面図
の断面図
【図4】本発明の半導体レーザ装置に係るサブマウント
の上面図
の上面図
【図5】本発明の半導体レーザ装置に係る半導体レーザ
素子の断面図
素子の断面図
【図6】従来の半導体レーザ装置の斜視図
【図7】本発明の半導体レーザ装置に係るサブマウント
の製造工程を示す図
の製造工程を示す図
1 半導体基板 2 絶縁膜 3 共通電極 4、5 電極 6 サブマウント 40 n型GaAs基板 41 n型GaAsバッファ層 42 n型AlGaAsクラッド層 43 AlGaAsバルク活性層 44 p型AlGaAs第1クラッド層 45 n型AlGaAsエッチングストップ層 46 n型AlGaAs電流阻止層 46a ストライプ状の窓 47 p型AlGaAs第2クラッド層 48 p型GaAsコンタクトバッファ層 49 p型AlGaInPクラッド層 50 GaInP/AlGaInP量子井戸活性層 51 n型AlGaInP第1クラッド層 52 p型GaInPエッチングストップ層 53 p型AlInP電流阻止層 53a ストライプ状の窓 54 n型AlGaInP第2クラッド層 55 n型GaAsコンタクト層 56a、56b n型のオーミックをとるための電極 57 絶縁膜 58 p型のオーミックをとるための電極 59a p側Au電極 59b、59c n側Au電極 60 Si基板 61 Ti/Pt/Au膜 62 AuSn膜 63 溝
Claims (8)
- 【請求項1】 第1の半導体レーザ構造と、第2の半導
体レーザ構造とを1つの基板上に有し、かつ前記第1の
半導体レーザ構造が有する電極と前記第2の半導体レー
ザ構造が有する電極との間に高低差を有して側壁が設け
られた半導体レーザ素子と、高低差のある2枚の主面と
これら2枚の主面との間に形成された側面とを有し、か
つこの側面と前記半導体レーザ素子の前記側壁とが適合
するように前記半導体レーザ素子を搭載したサブマウン
トとを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 前記半導体レーザ素子の結晶成長面が前
記サブマウントに面するように、前記半導体レーザ素子
を前記サブマウントに搭載したことを特徴とする請求項
1記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項3】 前記基板の主面側から眺めた前記第1の
半導体レーザ構造の発光点の位置と、前記第2の半導体
レーザ構造の発光点の位置とが互いに異なることを特徴
とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項4】 前記第1の半導体レーザ構造の発光点が
前記サブマウントの高い主面側に位置し、前記第2の半
導体レーザ構造の発光点が前記サブマウントの低い主面
側に位置することを特徴とする請求項1記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項5】 前記サブマウントの低い主面の面積が前
記サブマウントの高い主面の面積よりも大きく、前記第
1の半導体レーザ構造の平均の熱伝導率が前記第2の半
導体レーザ構造の平均の熱伝導率よりも大きいことを特
徴とする請求項4記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項6】 前記第1の半導体レーザ構造がAlGa
As系材料よりなり、前記第2の半導体レーザ構造がA
lGaInP系材料よりなるものである請求項5記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項7】 前記半導体レーザ素子の前記側壁全面に
絶縁膜が設けられたことを特徴とする請求項1記載の半
導体レーザ装置。 - 【請求項8】 サブマウントの主面に高低差をつける工
程と、前記高低差をつけて側面が設けられたサブマウン
トの主面上に、第1の半導体レーザ構造と第2の半導体
レーザ構造とを有しかつ前記第1の半導体レーザ構造が
有する電極と前記第2の半導体レーザ構造が有する電極
との間に高低差を有して側壁が形成された半導体レーザ
素子を、前記サブマウントの側面と前記半導体レーザ素
子の側壁とが適合するように搭載する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001105470A JP2002299750A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001105470A JP2002299750A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002299750A true JP2002299750A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18958163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001105470A Pending JP2002299750A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002299750A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005286244A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
US7672349B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-03-02 | Sony Corporation | Laser diode |
CN103390702A (zh) * | 2012-05-09 | 2013-11-13 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置、超辐射发光二极管及投影仪 |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105470A patent/JP2002299750A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005286244A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
JP4544892B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-09-15 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
US7672349B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-03-02 | Sony Corporation | Laser diode |
CN103390702A (zh) * | 2012-05-09 | 2013-11-13 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置、超辐射发光二极管及投影仪 |
US8955987B2 (en) | 2012-05-09 | 2015-02-17 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device, super-luminescent diode, and projector |
US9172003B2 (en) | 2012-05-09 | 2015-10-27 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device, super-luminescent diode, and projector |
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